(57)【要約】【課題】  真空成形時に熱可塑性のシート材を型のコーナー部に追従させるための干渉材を提供する。【解決手段】  コーナー部３Ａを有する型３と型を覆うカバー１１との間に熱可塑性のシート材２を入れて、加温したシート材２を型３とカバー１１との間を真空ポンプ１３によって吸引することで型に密着させる真空成形装置において、シート材２を型３のコーナー部３Ａに押しつける干渉材１であって、干渉材１が、伸縮性を有すると共にシート材２を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成され、干渉材１はコーナー部３Ａに対応してシート材２とカバー１１との間に入れられた状態で真空ポンプの吸引によって延びながらシート材を型に押しつける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーナー部を有する型と該型を覆うカバーとの間に熱可塑性のシート材を入れて、加温した上記シート材を上記型と上記カバーとの間を真空ポンプによって吸引することで上記型に密着させる真空成形装置において、上記シート材を上記型のコーナー部に押しつける干渉材であって、
伸縮性を有すると共に上記シート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成されており、
上記コーナー部に対応して上記シート材と上記カバーとの間に入れられた状態で上記真空ポンプの吸引によって、延びながら上記シート材を上記型に押しつけることを特徴とする、干渉材。
【請求項２】
うずたかく盛り上がった頂部と凹んだ底部とが渦巻状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の干渉材。
【請求項３】
前記頂部と前記底部に筋状の溝が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の干渉材。
【請求項４】
前記頂部と前記底部の中に、頂部の稜線と底部の延在方向に沿って空洞が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の干渉材。
【請求項５】
上方及び／又は下方に突出した角錐を複数備えたことを特徴とする、請求項１に記載の干渉材。
【請求項６】
複数の穴を開設したことを特徴とする、請求項１に記載の干渉材。
【請求項７】
シリコンゴムにより構成されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の干渉材。
【請求項８】
コーナー部を有する型と該型を覆うカバーとの間に熱可塑性のシート材を入れて、加温した上記シート材を上記型と上記カバーとの間を真空ポンプによって吸引することで上記型のコーナー部に密着させる真空成形方法であって、
伸縮性を有すると共に上記シート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成した干渉材を、上記コーナー部に対応して上記シート材と上記カバーとの間に入れ、
上記シート材を加温して軟化した後、上記真空ポンプにより吸引することで、上記干渉材が延びながら上記シート材を上記型に押しつけることを特徴とする、干渉材を用いた真空成形方法。
【請求項９】
伸縮性を有すると共に熱可塑性のシート材を加温する温度に対して耐熱性を有する成形バッグの中にコーナー部を有する型と上記シート材とを入れて、加温した上記シート材を上記型と上記成形バッグとの間を真空ポンプによって吸引することで上記型のコーナー部に密着させる真空成形方法であって、
伸縮性を有すると共に上記シート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成した干渉材を、上記コーナー部に対応して上記シート材と上記成形バッグとの間に入れ、
上記シート材を加温して軟化した後に上記真空ポンプにより成形バッグ内を吸引することで、上記干渉材が延びながら上記シート材を上記型に押しつけることを特徴とする、干渉材を用いた真空成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーナー部を有する型に軟化した熱可塑性のシート材を密着させて、角部を有する成形品を成形するときに用いる干渉材と、この干渉材を用いた真空成形方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のインストルメントパネルやコンソールなどの樹脂部品は、真空成形装置(Vacuum Forming Machine)などを利用して、成形することができる。真空成形装置としては、軟化した熱可塑性のプラスチックフィルムまたはシート（以下、これらを熱可塑性のシート材と言う。）を型に密着させて、上記樹脂部品を成形するものが知られている。
【０００３】
このような装置に利用する熱可塑性のシート材としては、軟質ポリ塩化ビニルフィルム，硬質ポリ塩化ビニルシート，セルロースアセテートフィルム，ポリエチレンフィルム，ポリアクリル樹脂板などがある。また、型としては、アルミニウム及びその合金，エポキシ樹脂などが利用されており、型には熱可塑性のシート材との間を真空に排気するための孔が多数あけられている。
【０００４】
さらに、真空成形装置には、熱可塑性のシート材を加熱する加熱ヒータが設けられており、この加熱ヒータとしては、赤外線ランプヒータ，ニクロム線ヒータ，ガスヒータなどを利用することができる。また、真空成形装置で用いる真空は低真空で、真空ポンプとしては各種のものが利用されている。
【０００５】
このような従来における真空成形装置においては、型の上に載置した熱可塑性のシート材を加熱して軟化させた後に、熱可塑性のシート材と型との間を真空ポンプによって真空にし、熱可塑性のシート材を型に密着させて樹脂部品が成形されるようになっている。
【０００６】
例えば、従来の真空成形作業においては、図１３に示すように、一端に吸引口１１Ａを有するシリコン製の成形バッグ１１の中で、熱可塑性のシート材２を型３の上に載置し、加熱ヒータにより熱可塑性のシート材２を軟化させた後に、吸引口１１Ａから真空ポンプにより内部の空気を吸引して、熱可塑性のシート材２を型３に密着させることが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の真空成形装置にあっては、図１４に示すように、成形品２０の角部２０Ａと型３のコーナー部３Ａとの間に間隙Ｓ２が生じ、成形品２０の角部２０Ａを正確に成形することができなかった。
このような成形不足を解消するために、熱可塑性のシート材２の加温温度を上げたり、図１４に示すように型３のコーナー部３Ａに孔３Ｂを開設して熱可塑性のシート材２を引き寄せることが考えられるが、何れの場合にも限度があるため、作業によっては成形品２０の角部２０Ａを正確に成形することが困難であった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、真空成形時に熱可塑性のシート材２を型３のコーナー部３Ａに追従させるための干渉材と、この干渉材を用いた真空成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、コーナー部を有する型とこの型を覆うカバーとの間に熱可塑性のシート材を入れて、加温したシート材を型とカバーとの間を真空ポンプによって吸引することで型に密着させる真空成形装置における、シート材を型のコーナー部に押しつける干渉材であって、伸縮性を有すると共にシート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成されており、コーナー部に対応してシート材とカバーとの間に入れられた状態で真空ポンプの吸引によって、延びながらシート材を型に押しつけることを特徴としている。
【００１０】
本発明の干渉材は、うずたかく盛り上がった頂部と凹んだ底部とが渦巻状に形成されている。なお、干渉材として、中心から同心円状に、うずたかく盛り上がった頂部と凹んだ底部とが交互に形成されたものを用いてもよい。さらに、本発明の干渉材には、前記頂部と前記底部に筋状の溝が形成され、または、前記頂部と前記底部の中に、頂部の稜線と底部の延在方向に沿って空洞が形成されているのが望ましい。
【００１１】
また、本発明の干渉材は、上方及び／又は下方に突出した角錐を複数備え、または、複数の穴を開設して構成されていてもよい。なお、上記干渉材は、例えばシリコンゴムにより構成されている。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、コーナー部を有する型とこの型を覆うカバーとの間に熱可塑性のシート材を入れて、加温したシート材を型とカバーとの間を真空ポンプによって吸引することで型のコーナー部に密着させる真空成形方法であって、伸縮性を有すると共にシート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成した干渉材を、コーナー部に対応してシート材とカバーとの間に入れ、シート材を加温して軟化した後、真空ポンプにより吸引することで、干渉材が延びながらシート材を型に押しつけることを特徴としている。
【００１３】
または、上記目的を達成するために、本発明は、伸縮性を有すると共に熱可塑性のシート材を加温する温度に対して耐熱性を有する成形バッグの中にコーナー部を有する型とシート材とを入れて、加温したシート材を型と成形バッグとの間を真空ポンプによって吸引することで型のコーナー部に密着させる真空成形方法であって、伸縮性を有すると共にシート材を加温する温度に対して耐熱性を有し、断面に凹凸を有するシート状に形成した干渉材を、コーナー部に対応してシート材と成形バッグとの間に入れ、シート材を加温して軟化した後に真空ポンプにより成形バッグ内を吸引することで、干渉材が延びながらシート材を型に押しつけることを特徴としている。
【００１４】
本発明においては、干渉材が真空ポンプの吸引によって形状を変形する。即ち、シート状に形成された干渉材は、断面が凹凸型に形成されているために、熱可塑性のシート材と当接する底面及び／又はカバーと当接する上面と、熱可塑性のシート材及び／又はカバーとの間に隙間を画成し、これらの隙間内の空気が真空ポンプによって吸引されることによって、熱可塑性のシート材やカバーと密着するように変形する。このような、真空ポンプによる吸引の影響が、熱可塑性のシート材やカバーだけでなく、干渉材にも働くことで、加熱可塑性のシート材は干渉材からも力を受けて、型に押しつけられる。
このように本発明によれば、熱可塑性のシート材がカバーと共に干渉材にも押されることにより、型に密着することになり、型のコーナー部にも熱可塑性のシート材が密着することになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、型に熱可塑性のシート材を追従促進できるため、高品質の成形品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る干渉材１を用いた真空成形装置１０を示す図であり、真空成形装置１０は、吸引口１１Ａを有するシリコン製の成形バッグ１１と、吸引口１１Ａに接続されたバキュームホース１２と、バキュームホース１２を介して成形バッグ１１に接続された真空ポンプ１３と、加熱ヒータ（図示省略）と、から構成されている。
このような真空成形装置１０における真空作業においては、成形バッグ１１の中で、熱可塑性のシート材２が型３に載置されている。ここで、型３にはコーナー部３Ａが形成されており、このコーナー部３Ａに熱可塑性のシート材２を密着させて成形品に角部を成形するようになっている。
【００１７】
このような構成は、従来の真空成形装置と同じ構成であるが、本発明の実施形態に係る真空成形装置１０では、成形バッグ１１内の熱可塑性のシート材２の上に干渉材１を載置して、真空成形作業が行われることを特徴としている。
【００１８】
干渉材１は、熱可塑性のシート材２を加温する温度に対して耐熱性を有し、伸縮性を有するものであり、例えば、シリコンゴムによってシート状に形成されている。図１に示す例においては、型３のコーナー部３Ａに対応した熱可塑性のシート材２の上に載置されて、熱可塑性のシート材２よりも小さい寸法で形成されているが、干渉材１の大きさはこれに限定されるものではなく、熱可塑性のシート材２の上面のほぼ全体を覆うように熱可塑性のシート材２と同じ寸法程度に形成されていてもよい。
【００１９】
そして、干渉材１は、例えば、平面視、図２に示すように、中心からうずたかく盛り上がった頂部１Ａと凹んだ底部１Ｂとが渦巻状に、または図３に示すように、中心から同心円状にうずたかく盛り上がった頂部１Ａと凹んだ底部１Ｂとが交互に形成された波紋形状に形成されている。
【００２０】
さらに、干渉材１は、断面が凹凸型に形作られており、具体的には、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、均一な厚みで、うずたかく盛り上がった頂部１Ａと凹んだ底部１Ｂとがアール付きの波形状に形成されており、成形バッグ１１内の空気が真空ポンプ１３により吸引されたときには、例えば、型の平らな面に整合するように、図４（Ｃ）の如く容易に平らに変形することができるようになっている。
【００２１】
また、干渉材１は、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、均一な厚みで、盛り上がった頂部１Ａと凹んだ底部１Ｂとを直線状に連結した波形状に断面が形成されていても良く、この場合にも、真空ポンプ１３の吸引の影響を受けて、例えば、型の平らな面に整合するように、図５（Ｃ）の如く、干渉材１は平らに変形することができる。
【００２２】
その他の干渉材１の形状としては、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図４と同様に波形のシート状に構成すると共に、頂部１Ａと底部１Ｂに筋状の溝１Ｃ１，１Ｃ２を形成するか、または図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図４の波形のシート状の干渉材１において、頂部１Ａと底部１Ｂの中に、頂部１Ａの稜線と底部１Ｂの延在方向に沿って空洞１Ｄを形成するとよい。このように、干渉材１に溝１Ｃ１，１Ｃ２を設けると図６（Ｃ）に示すように頂部１Ａの溝１Ｃ１が潰れると共に底部１Ｂの溝１Ｃ２が拡開して、また、干渉材１に空洞１Ｄを設けると図７（Ｃ）に示すように空洞１Ｄが変形して、真空ポンプ１３による吸引時に干渉材１が折れ曲がり易くなる。
【００２３】
さらに、干渉材１は、図２及び図３に示す形状の他に、図８に示すように、角錐１Ｅが前後左右に整列したものであって良い。その断面は、図５（Ｂ）に示すように、厚みが均一で、上下に角錐の頂部が突出するように凹凸形状に形成されている。また、干渉材１は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにシートの上方にだけ突出するようにシート上面に複数の角錐１Ｅが整列した形状に、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにシートの上面と底面とからそれぞれ角錐１Ｅが突出した形状であっても良い。
【００２４】
上記の説明では、干渉材１が上方に突出する部位として頂部１Ａや角錐１Ｅを備える場合を例示したが、干渉材１は、図１１に示すように、突出部位を備える代わりに、シートに複数の穴１Ｆを開設して形成されていても良い。
【００２５】
このように構成された干渉材１を用いた真空成形方法について説明する。
先ず、図１に示すように、成形バッグ１１の中に、型３と、熱可塑性のシート材２と、干渉材１とを入れる。このとき、干渉材１を、型３のコーナー部３Ａに対応した熱可塑性のシート材２の上に載置する。
【００２６】
次いで、加熱ヒータ（図示省略）で熱可塑性のシート材２を加温する。そして、熱可塑性のシート材２が軟化したら、吸引口１１Ａを介して真空ポンプ１３により成形バッグ１１内の空気を吸引する。この吸引により、成形バッグ１１内が吸引されるにつれて成形バッグ１１が型３に引き寄せられることになる。
【００２７】
このとき、干渉材１と熱可塑性のシート材２との間に当初形成されていた間隙Ｓ１は、真空ポンプ１３の吸引により干渉材１が変形して閉じられる。即ち、真空ポンプ１３の吸引作用により、図１２に示すように干渉材１が熱可塑性のシート材２に密着しつつ、熱可塑性のシート材２を型３に押しつける。これにより、熱可塑性のシート材２は干渉材１に押されて型３に密着することになり、型３のコーナー部３Ａにも熱可塑性のシート材２が当接する。
【００２８】
このように、本発明の実施形態に係る干渉材１を熱可塑性のシート材２と成形バッグ１１との間に配設することにより、真空ポンプ１３によって干渉材１が延びながら熱可塑性のシート材２を型３に押しつけるので、型３のコーナー部３Ａに熱可塑性のシート材２を十分に密着させることができる。よって、干渉材１を用いることにより、成形品の角部を正確に成形することができる。
【００２９】
さらに、図６及び図７に示す干渉材１を用いた場合には、頂部１Ａと底部１Ｂとに、溝１Ｃ１，１Ｃ２や空洞１Ｄが形成されているため、干渉材１を容易に変形することができ、これにより、干渉材１と熱可塑性のシート材２との密着性が向上し、熱可塑性のシート材２は干渉材１によって型３のコーナー部３Ａに十分に押しつけることができる。
【００３０】
以上説明したほかに、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、干渉材１の形状は例示であり、成形バッグ１１の中に入れた段階で熱可塑性のシート材２との間に間隙Ｓ１を構成し、真空ポンプ１３の吸引によって該間隙Ｓ１を閉じて変形して熱可塑性のシート材２を型３に押しつけることができる形状であれば如何なるものであってもよい。
【００３１】
また、上述の説明では、干渉材１と熱可塑性のシート材２と型３とが、成形バッグ１１の中に入れられる真空成形装置１０を例示したが、成形バッグ１１に限らず、本発明の干渉材１は他の真空成形装置にも利用することができるのは勿論である。
【００３２】
例えば、他の真空成形装置としては、成形バッグ１１の代わりに上方に開いたボックスと、このボックスの開口を閉塞するリッド（蓋）とを用い、ボックス内に型を載せる支持台を備え、さらに、上記リッドが、枠と型を覆うために枠内に張られたカバーとにより構成されている。そして、枠に張られたカバーは、伸縮性を有すると共に熱可塑性のシート材２を加温する温度に対して耐熱性を有している。このような装置の使用方法としては、型３を支持台の上に載置し、型３に熱可塑性のシート材２を被せ、さらに干渉材１をコーナー部３Ａに対応した位置に置き、リッドによりボックスの開口を閉じる。そして、加熱ヒータにより熱可塑性のシート材２を軟化させた後に、ボックス内の空気を真空ポンプ１３により吸引することで、上記真空成形装置１０と同様に、上記カバーが型側に引き寄せられる。その際に、上述したように干渉材１も変形し、熱可塑性のシート材２を型３のコーナー部３Ａに押しつけることができる。
【００３３】
このように、本発明は、成形バッグ１１に限らず、型と熱可塑性のシート材２との間の真空にすることができるものであれば利用することができるのは勿論である。即ち、本発明は、熱可塑性のシート材２を載せた型３と、この型３を覆うカバーとの間を真空にすることで、軟化した熱可塑性のシート材２を型３に密着させる真空成形装置に適用することができるのである。
【００３４】
上記の真空成形装置１０における成形バッグ１１は、本発明のカバーの一例であり、成形バッグ１１が一体物として構成される場合を例示したが、成形バッグ１１は、皿状のバッグ下部と、このバッグ下部に重なる蓋状のバッグ上部とに分離可能に構成されたものであって、バッグ下部とバッグ上部とが重なって内部に型３等を収容するスペースを画成するように構成されたものであってもよい。
【００３５】
また、上記型３には熱可塑性のシート材２を引き寄せる為の孔が多数設けられているのは勿論であるが、型３のコーナー部３Ａにおける熱可塑性のシート材２の密着性を向上させる為に、型３のコーナー部３Ａに型３を貫通する孔３Ｂを図１４のように開設しても良い。
【００３６】
さらに、干渉材１としてシリコンゴム製のシートを使用することを例示したが、シリコンゴム製のシートの代わりに、熱可塑性のシート材２を加温する際の温度に対して耐熱性を有し、伸縮性を有する材質で成り、断面が凹凸形状に形成されて、真空ポンプの吸引により凹凸が平らに変形するようなシート状物を用いてよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る干渉材を用いた真空成形装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る干渉材を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る干渉材を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）はその変形状態の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はその変形状態の一例を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｃ）はその変形状態の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｃ）はその変形状態の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る干渉材を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の実施形態に係る干渉材の斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る干渉材を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る真空成形装置の使用状態を示す図であり、真空引きにより干渉材が熱可塑性のシート材を型に押しつけた状態を示す。
【図１３】従来の真空成形装置を示す図である。
【図１４】従来の真空成形装置において、熱可塑性のシート材と型のコーナー部との間に間隙が生じている状態を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  干渉材
１Ａ  頂部
１Ｂ  底部
１Ｃ１，１Ｃ２  溝
１Ｄ  空洞
１Ｅ  角錐
１Ｆ  穴
２  熱可塑性のシート材
３  型
３Ａ  コーナー部
３Ｂ  孔
１０  真空成形装置
１１  成形バッグ
１１Ａ  吸引口
１２  バキュームホース
１３  真空ポンプ
Ｓ１  間隙
【図１】
2006137165.tif 000003
【図２】
2006137165.tif 000004
【図３】
2006137165.tif 000005
【図４】
2006137165.tif 000006
【図５】
2006137165.tif 000007
【図６】
2006137165.tif 000008
【図７】
2006137165.tif 000009
【図８】
2006137165.tif 000010
【図９】
2006137165.tif 000011
【図１０】
2006137165.tif 000012
【図１１】
2006137165.tif 000013
【図１２】
2006137165.tif 000014
【図１３】
2006137165.tif 000015
【図１４】
2006137165.tif 000016